TW444501B - Method and apparatus for error detection and correction in image sensor - Google Patents

Description

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發明之圊 特別關於一方法及裝置以修 本發明關於一影像侦測器 正缺陷像素之值。 1_知技蘢之銳明 逋常，一 “像。二：：：：：裝置利用糊半導體料以捕 有不同量，自像素=度及波長依其反射面積而 為數位錢，其可由數'同。此等電信號被轉換 ，-轉換器二= 素之像素陣列 存儲裝置等。 電壓仏號為數位電壓信號，許多之 付别在影像 器Ϊ上戶:ΐ，因為影像偵測器需要許多裝：如Ϊ Ϊ競：: 益等，1造上誤差之可能性始終存在。誤差發肖轉換 :差可能以顯示中之點及線方式出％ β此外—有链此等 影像偵測器被認為失效裝置，產量 2差之 座"了大減亚浪費資源。 因此，本發明之目的為提供一影像偵測器立 /正缺陷像素之值’之後輸出一修正資料。’、 測及 根據本發明之一特性，備有一影像偵測器含；一古 測電路供將目前像素值與先前像素值間之差異與 f差情 值相比較，以偵出錯誤；及一錯誤修正電路供自參考 正一錯誤值’即先前像素值代替目前像素值。 素修 本發明之錯誤偵測電路含大相減器，其建 、吃卫·目則像素

4445 0 1 五、發明說明（2) - 及先前像素值間之差，及一比較器供將相減器之輸出 定參1值比較，其中預定參考值係存儲於可程式暫存器 。預定參考值係根據光偵感面積及類比至 性而定。 刊佚态之特 根據本發明另一特性，備有一影像偵測器含；一控制及 介面裝置供!利用狀態機器控制影像偵測器’及供一 ^部 統與影像偵測器介面；一像素陣列包括自一物體之許多像 素偵感影像，及根據入射之量產生類比信號；一轉換裝置 將類比信號轉換為數位信號，以便在數位邏輯電路中處理 ;一錯誤偵測電路供將目前像素值與先前像素值間之差異, ，與一預疋參考值加以比較；及—錯誤修正裝置供修正像 素之錯誤值’先前像素值代替目前像素值。 ϋ式簡略説明 : 本發明之上述目的及特性將可自以下之較佳實施例之敘 述及參考伴隨之圖式變為更明顯，其中； 圖1為一方塊圖說明本發明之CMOS影像偵測器； 圖2為一略圖說明CDS之觀念； 圖3為一方塊圖說明錯誤決定之觀念；及 圖4為一方塊圖1之錯誤修正邏輯。 ， 較佳膏施你丨之烊鈿鈷诚 以下’本發明將以參考所附圖式詳細說明。 在CMOS影像偵測器中之相鄰像素可能有連續值。因此’ 可能以相鄰像素之比較值預估一像素之錯誤。例如，一像 素之值及其相鄰像素之值間之差異甚大，此像素被認為缺

第5頁 五、發明說明（3) 陷像素。 一 CMOS影像偵測器，其包括一具有8 〇 〇 χ 6 〇 〇像素之像素 陣列’一比較部份32具有800x600比較器，及一雙緩衝器 40具有800x4x8鎖存器，如圖1所示。 此外，一CMOS影像偵測器包括一控制及系統介面1〇以利 用有限自動機（FMS)控制控制影像，及與一外部系統作介 面之用。CMOS影像偵測器之單斜率類比至數位轉換器3 〇將 像素陣列之類比信號轉換為數位信號，一斜坡電壓產生器 3 1產生一參考電壓，其根據一時脈線性降低，一比較部份 3 2將參考電壓與自像素陣列之類比信號相比較，及輸出一 寫入啟動信號，及一雙緩衝器4〇存儲數位化影像值以響應 自比較部份32之寫入啟動信號。 〜 此外，CMOS影像偵測器包括錯誤.修正邏輯5〇以自雙緩衝 Is 4 0接枚資料’及輸出修正之資料至控制及系統介面單元 1 0以響應一錯誤偵測之程式化值。 一外部系統經由一程式介面指示理想作業指令至在控制 及系統介面單元1 〇中之構型暫存器。控制及系統介面單元 1 〇根據程式之資訊適當的驅動像素陣列2 〇，並使其可能自 像素陣列20以線為基準讀出資料。其次，比較部份32 ^像 素陣列20之類比電壓與斜坡電壓產生器31之參考電壓加以 比較’比較值輸出至雙緩衝器40做為寫入啟動信號。 此時，單斜率類比至數位轉換器3 〇將像素陣列2 〇之類比 ^號換為數位信號<將斜坡電壓與類比信號比較即實施此 類比至數位轉換。比較器32搜尋一點，該點之類比信號與

第6頁 444 5 Ο 1 五 '發明說明（4) 具有一決定斜率之下降斜坡電壓相同。當斜坡電壓產生後 並開始下降’控制及系統介面單元丨〇產生計數信號以計算 電壓降之裎度β例如，斜坡電壓開始電壓降，轉換之數位 值可此為2 0 ，在此情況下，類比信號與控制及系統介 =單元10之20時脈時之下降斜坡電壓相同。轉換之數位值 存儲於雙緩衝器40作為數位資料。此處，參考電壓高於類 比電壓，寫入啟動信號被啟動，自控制及系統介面單元ι〇 之計數器值被寫入雙緩衝器4〇中。 錯誤修正邏輯5〇以此方式接收存儲在雙緩衝器4〇中之資 料，並根據一臨界值及一修正控制信號適當修正資料。於 是修正之資料輸出至控制及系統介面單元1〇，最後輸出至 外部系統。 此處，CMOS影像偵測器支持一栢關之雙抽樣方法（以後 稱CDS)以便清除殘留誤差，該誤差由每一像素，比較部份 32等引起。自每一像素及比較部份32之殘留誤差可自重設 定位準減除資料位準而清除，即清除每一像素中及比較器 32之不預期電壓，可能獲得一淨影像資料值。 圖2為一略圖說明產生二參考電壓供斜坡電壓產生器 之CDS。、重設定及資料電壓位準抽樣在64時脈及256時脈期 間分別達成，在此正常作業情況下，重設定電壓位準經常 高於資料電壓位準，如圖2所示◦此CDS方法對精於此技藝 人士所熟知’故細節予以省略。 圖3為一方塊圊說明錯誤決定之觀念。錯誤決定根據一 像素值及其相鄰像素值間之差異而實施。_相減器計算先

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則像素值及目前像素值間之差異，一比較器將此差異與存 儲在缺=邊界值暫存器6〇之臨界值加以比較。在先前像素 值及目則像素值間之差異超過一預定臨界值，一錯誤信號( =破輸出以響應一自修正開/閉暫存器7 〇輸出之修正控制 信號。此處’臨界值應根據亮度及反射面積有效決定。因 此，缺陷邊界值暫存器60可予以程式，及缺陷修正開/閉 暫存器70亦可予程式，其中，當需要錯誤修正作業時，缺 陷修正開/閉暫存器70被使用。 囷4為一方塊圖說明圖丨之錯誤修正邏輯。在圖4中，缺 陷邊界值暫存器6〇存儲一臨界值以評估一像素之錯誤，及 ^缺陁修正開/閉暫存器7 〇輸出—修正控制信號以決定錯 誤偵測模式，及“或，，閘1〇〇供或操作第一至第三控制信 號八“，B ，及輸出第四控制信號5及一“及”閘1 1 〇供將 自‘或’’閘100之第四控制信號與自缺陷修正開/閉暫存器 =正控制信號相加’及供輸出_錯誤信號…先前像 素= ^120當與-時脈信號㈤同步時，存儲先前像素值 广:：!L誤偵測邏輯8°，其在圖3中包括相減器及比 將臨界值與自前像素暫存器120之先前像 素值與目前像素值間之差晨 ^ 號c至“或，，閘HO。第出第三控制信 收先前像素值及目前像辛：自:=素暫存器120接 素暫存器12〇以響應及值門前者或後者至先前像 δ 次閘1 1 0之錯誤信號。自坌一炙 器130之輸出資料再度存儲在先 誤偵測n第二多n 供次一錯 益14U選擇先别像素值或目前像 4445 Ο 1

五，發明說明（6) 素值以響應自“及”閘丨丨〇之錯誤信號，及輸出最後修正 之資料。

此處，在第一至第三控制信號Λ ’ Β及C輸入至“或，，閘 1〇〇以便決定對應^象~素為缺陷像素’當其中，根據CDS 料）.，重設定電壓位準低於資料位準時，第一控 制信號Α輸出以決定缺陷之像素，而不計先前像素值與目 别像素值之比較◊重設定電壓位準在計數64時脈 時脈）之後，低於一電壓時，第二控制信號B被輸出以決定 :缺陷像素，而不計先前像素值與目前像素值之比較。同 日’’在先别像素值與目前像素值間差異超過預定臨界值時 连第三控制信號C輸出以決定缺陷之像素，而不計任何處 。„生之錯誤，即，不計其為像素錯誤，比較器錯誤或鎖存 器錯誤。 — 自 及閘之錯誤信號用以作為第一及第二多工器 及14〇之選擇信號。當錯誤發生在目前像素，先前像素 _ ί器12 存健先前像素值而非目前像素值，作為已修正 資料之先前像素值被輸出至控制及系統介面單元1 0 (圖1 ) 因此’影像偵測器之缺陷像素可以偵出及被修正，影像 傾測器之產量亦可改進。 本發明已以較佳實施例說明’其他修正及變化在不悖離 本發明公布之專利範圍之精神與範圍時均屬可行。

Claims (1)

1. 1 . 一種影像偵測器*含： 一輯誤偵測電路，供以比較目前像素值與先前一像素值 間之差異與一預定參考值而偵出錯誤；及 一錯誤修正電路，供自一像素修正錯誤，即先前像素值 取代目前像素值。 2. 如申請專利範圍第1項之影像偵測器，其中之錯誤偵 測電路含： 一相減器，建立目前像素值與先前一像素值間之差；及 一比較器，將相減器之輸出與預定參考值相比較，其中 之預定參考值存儲於一可程式暫存器中。 3. 如申請專利範圍第2項之影像偵測器，其中該預定參 考值之決定係根據光偵測面積及類比至數位轉換器之特性 而定。 4. 如申請專利範圍第1項之影像偵測器，其中之影像偵 測器係根據一修正之雙抽樣法。 5. 如申請專利範圍第4項之影像偵測器，其中之影像偵 測器尚含一存儲裝置以存儲由類比至數位轉換器轉換之數 位像素值。 6. 如申請專利範圍第5項之影像偵測器，其中之錯誤偵 測電路，在像素之資料電壓位準高於重設定電壓位準時， 則產生一錯誤信號，其中之影像偵測器選擇一先前像素值 ，而非目前像素值。 7. —種影像偵測器，含： 一控制與介面裝置，其使用一狀態機器來控制該影像偵 測器與並互連該影像偵測器與一外部系統；

   O:\59\59238.ptc 2000. 11.20.010 4445 Ο 1 案號 88111082 六、申請專利範面 一像素陣列’包括來自一物體之許多像素侦測 根據A射光之量產生類比信號； 一轉換裝置，供將類比信號轉換為數位信 蹊虚揀： Ί。現以備由數 電路處理； 一錯誤偵測電路，將目前像素值與先前一像素 位 r y 值間之差 與一預定參考值相比較方式偵出錯誤；及 一錯誤修正裝置，以自像素修正一錯 ， 素值取代目前像素值β ’即以先前像 8 如申請專利範圍第7項之影像偵 正裝置含： 其中之錯誤修 一存儲裝置，以存儲一臨界值作 一修正信號存儲裝置，佯笛一 參考值； 第一邏輯裝置，以邏輯作業輸1信婕之用；及 9-如申請專利範®第7項 錯講信號。 枯* a . 像偵滴丨赛，士 两其中之錯誤修 館一能也A 一修正控制裝置，以存儲第一 鳍講之值： 第一邏輯裝置，以組合第二、筏制信鱿； 定一錯誤丨 一、第 第二邏輯裝置，以組合第 控制裝置之第一控制信號 ：卜輸出 -先前像素存儲裝置，以與時脈：講信號： 修正 ’ 步从存儲先前像素值 -錯誤偵測裝置，以輸出第 ’目前像紊值及臨界值； 制信 W 正裝置含 一臨界存儲裝置，以 及第四控制信 號以決 值 焚以響應先前像素

   2000.11. 20.01 j 444 5 Ο 1 案號 88111082 修正 六，申請專利範Ε 第一選擇裝置，以輸出先前像 前像责存儲裝置以響應該錯誤信 第二選擇裝置，以選擇先前像 輸出修正之資料以響應錯誤信號 1 0.如申請專利範圍第8項之影 測裝置含： 一相減裝置，以減除該先前像 一比較裝置，將自相減器之最 輸出比較之結果作為第四控制信 11.如申請專利範圍第8項之影 制信號，在依照相關雙柚樣法， 料電壓位準時，為決定錯誤之信 I 2.如申請專利範圍第9項之影 制信號在計數時脈之後，重設定 ，其為決定錯誤之信號。 1 3,如申請專利範圍第9 值至該先 值，最後 像偵測器，其令之錯誤偵 素值 號； 素值 素值 終值 號結 像偵 重設 號。 像偵 電壓 或目前像素 及 或目前像素 及目前像素 與該臨界值 果值》 測器，其中之第二控 定電壓位準高於一資 測器，其中 值低於資料 項之影像偵測器，其中 1 4.如申請專利範圍第9項之影像偵測器，其中 裝置，為一 “或”閘 裝置，為一“及 閘

   O:\59\59238.ptc 值；及 比較，及 之第三控 電壓值時 第一邏輯 第二邏輯 2000.11.20.012